实验动物在生物医学各领域中的应用

第一篇：实验动物在生物医学各领域中的应用

实验动物学在生物医学中的地位及作用

实验动物学是生命科学研究的基础和重要支撑条件。目前，几乎所有的生命科学领域的科研、教学、生产、检定、安全评价和成果评定都离不开实验动物，实验动物被称为“活的仪器”，有着不可替代的作用。在现代科学的带动下，实验动物学已发展成为一门综合性的新兴学科，其发展和应用程度被作为衡量一个国家、一个地区、一个部门或行业，特别是生物医学发展水平的重要标志。

21世纪将是高科技激烈竞争的年代，现代医学及生物高科技已成为时代竞争的热点和制高点，因此，实验动物科学倍受重视。发达国家每年都投入大量资金，以促进实验动物学的发展。实验动物在科学研究中占有重要地位，如美国生物科学课题投资的40%涉及实验动物，60%的生物学课题需要实验动物。美国肿瘤研究中心，每年的研究经费为2.2亿美元，而需要利用实验动物进行研究的课题占1.4亿美元。有人统计，我国生物医学科研课题的60%以上需要实验动物。由此可见实验动物在科学研究中所占的重要位置。1.生物医学方面

实验动物学与医学、生物学的关系尤为密切，生物医学上的许多重大发现和成就都与实验动物息息相关。正如巴甫洛夫所说：“没有对活动物进行的实验和观察，人们就无法认识有机界的各种规律。”对于医学科学来说，探讨危害人类健康的各种疾病的发病、治疗与治愈机制及其生理、生化、病理、免疫等方面的机制，无一不是通过动物实验而阐明或证实的。如在癌症的研究中，由于在肿瘤的移植、免疫、治疗等研究中使用了裸鼠、悉生动物和无菌动物，对各种肿瘤的致癌原因，尤其是化学致癌物质、病毒致癌，肿瘤的病毒、免疫、治疗等方面研究有了极大的进展。计划生育研究中有相当大的工作量是在动物身上完成的。外科中器官的移植，必须先在动物身上反复进行实验。其它疾病，如高血压、动脉硬化、肥胖症、糖尿病、肝炎、老年病、艾滋病等都需运用相应的动物模型来进行实验研究，来阐明各方面的机理，最后达到治疗和预防的目的。目前，对于生物学的研究已进入分子水平，而这一领域大部分研究材料也是来自实验动物。

2.制药和化工方面

实验动物在制药工业方面的应用非常广泛，新药的研制，必须通过安全性试验，其中包括动物的急性、亚急性及慢性毒性试验，三致试验(致癌、致畸、致突变)，有的还要利用实验动物模型进行效果试验，证明对机体无毒性或安全可靠、有效后方能申请报批，否则可能会给人类造成不可挽回的恶果。如1962年西德某药厂生产一种反应停(Thalidomide)药物给孕妇使用，结果造成畸胎儿发生率增高，给子孙后代带来灾难。药品出厂前，每批都要用实验动物进行检测，以确保绝对安全。化工产品的毒副作用对生命的影响，都是从动物实验中获得的结果。因此，实验动物在医药、化工领域里被称为“有生命的试剂”，是各种药理、毒理实验工作的重要条件，成为衡量医药、化工科学技术水平的重要标准。

实验动物也是医药工业上生产疫苗、诊断用血清、某些诊断用抗原、免疫血清等的重要材料，都是将菌毒种等接种于动物体内而制成。例如：从牛体制备牛痘苗，猴肾制备小儿麻痹症疫苗，马体制备白喉、破伤风或气性坏疽等血清，金黄地鼠肾制备乙脑和狂犬病疫苗，小鼠脑内接种脑炎病毒后的脑组织制备血清学检验用的抗原等。

3.在农牧科学方面

农业上大量使用化肥和农药，对残毒的分析检测离不开实验动物。安全性评价居农药研究开发的首位，必须用高质量的实验动物进行三致试验，急性、亚急性、慢性毒性及迟发性毒性，联合毒性，世代繁殖毒性等试验。新农药的研究开发往往因为它对人类健康有危害而告失败，因此，研究的成功率仅占合成化合物的1/30000，研究周期约需7～8年。没有合格的实验动物来做试验，而造成经济上和时间上的损失是十分惊人的。如过去大量使用有机氯农药、杀虫日米、杀蟥剂等都因后来发现有致癌作用而停止使用，但有的已对环境造成了污染。

实验动物在畜牧科学方面的应用，主要范围是疫苗制备和鉴定、生理试验、胚胎学研究、饲料营养分析、饲料添加剂、兽药的有害影响等试验，保证畜牧业的健康发展和肉、奶、蛋等畜产品的安全性。

4.轻工业科学方面

人们的吃穿用，包括食品、食品添加剂、皮毛及化学纤维、生活日常用品、各种化妆品等，特别是化学制品有害成分的影响，都要用实验动物进行安全性试验，证明对人体确实无急慢性毒副作用，无致癌、致畸、致突变作用后，方能生产和供应市场。

5.在重工业和环境保护方面

对重工业有害物的鉴定和防治，对整个环境的保护，包括废物的、气体的、光辐射的、声干扰的等方面的研究工作中，实验动物都是重要替代者。

6.在国防和军事科学方面

各种武器杀伤效力，化学、辐射、细菌、激光武器的效果和保护，以及在宇宙、航天科学试验中，实验动物都作为人类的替身提供了大量有价值的科学数据。

7.其他方面

在商品鉴定和国际贸易中，已把实验动物鉴定列为法规，它直接影响着对外贸易的数量、质量和信誉。实验动物还在交通、建筑、海洋、石油等方面具有广泛的应用。实验动物的特点决定了它应用的广泛性，因为它具有微生物和遗传背景明确，模型性状显著且稳定，纯度高，敏感性强，反应性一致，重现性好以及繁殖快、产仔多，价格相对低廉等特点。在科学研究中，它成为“活的试剂”、“活的精密仪器”，实验动物科学的发展对科技进步和经济发展起了很大的推动作用，发展实验动物科学具有重大的现实意义和深远的战略意义。

动物模型的意义

在生命科学领域中，实验研究是学科发展的基础，尤其是动物实验，是生命科学实验研究中的重要组成部分。对实验动物进行科学的繁育，以及实施严格的质量监测和管理，其目的就是使动物实验研究准确无误而更接近真实，使实验结果具有科学性和重复性。在动物实验中人们发现，动物在生命活动中的生理和病理过程，与人类或异种动物都有很多相似之处，并可互为参照，一种动物的生命活动过程可以成为另一种动物乃至人类的参照物。这样就赋予动物实验更广泛的意义，也使动物模型的建立成为可能。

科学研究是探索未知，实验研究的结果往往会出乎意外，不受人为的控制，所以关乎人类本身的研究，在人体上进行试验，风险很大；对一些数量很少的珍稀动物，或一些因体型庞大，不易实施操作的种类，往往用取材容易，操作简便的另一种动物来进行实验研究，代替人类或原来的目标动物，这就是动物实验。为了保证这些动物实验更科学、准确和重复性好，用各种方法把一些需要研究的生理或病理活动相对稳定地显现在标准化的实验动物身上，供实验研究之用。这就称之为动物实验中的动物模型。

生物医学研究的进展常常依赖于使用动物模型作为实验假说和临床假说二者的试验基础。人类各种疾病的发生发展是十分复杂的，要深入探讨其疾病的发病机理及疗效机理不能也不应该在病人身上进行。可以通过对动物各种疾病和生命现象的研究，进而推用到人类，探索人类生命的奥秘，以控制人类的疾病的衰老，延长人类的寿命。

人类疾病的动物模型（AnimalModelofHumanDiseases）是生物医学科学研究中所建立的具有人类疾病模似性表现的动物实验对象和材料。使用动物模型是现代生物医学研究中的一个极为重要的实验方法和手段，有助于更方便、更有效地认识人类疾病的发生、发展规律和研究防治措施。

长久以来人们发现，以人本身作为实验对象来推动医学的发展是困难的，临床所积累的经验不仅在时间和空间上存在着局限性，许多实验在道义上和方法学上还受到种种限制。而动物模型的吸引力就在于它克服了这些不足点，其在生物医学研究中所起到的独特作用，正受到越来越多的科技工作者的重视。动物模型的优越性主要表现在以下几下方面。

（一）避免了在人身上进行实验所带来的风险

临床上对外伤、中毒、肿痛病因等研究是有一定困难的，甚至是不可能的，如急性和慢性呼吸系统疾病研究进很难重复环境污染的作用。辐射对机体的损伤也不可能在人身上反复实验。而动物可以作为人类的替难者，在人为设计的实验条件下反复观察和研究。因此，应用动物模型，除了能克服在人类研究中经常会遇到的理论和社会限制外，还容许采用某些不能应用于人类的方法学途径，甚至为了研究需要可以损伤动物组织、器官或处死动物。

（二）临床上平时不易见到的疾病可用动物随时复制出来

临床上平时很难收集到放射病、毒气中毒、烈性传染病等病人，而实验室可以根据研究目的要求随时采用实验性诱发的方法在动物身上复制出来。

（三）可以克服人类某些疾病潜伏期长，病程长和发病率低的缺点

一般遗传性、免疫性、代谢性和内分泌等疾病在临床上发病率很低，例如急性白血病的发病率较降，研究人员可以有意识地提高其在动物种群的中发生频率，从而推进研究。同样的途径已成功地应用于其他疾病的研究，如血友病、周期性中性白细胞减少症和自身免疫介导性疾病等。

临床上某些疾病潜伏期很长，很难进行研究，如肿瘤、慢性气管炎、肺心病、高血压等疾病，这些疾病发生发展很缓慢，有的可能要几年、十几年、甚至几十年。有些致病因素需要隔代或者几代才能显示出来，人类的寿命期相对来说是很长的，但一个科学家很难有幸进行三代以上的观察，而许多动物由于生命的周期很短，在实验室观察几十代是容易的，如果使用微生物甚至可以观察几百代。

（四）可以严格控制实验条件，增强实验材料的可比性

一般说来，临床上很多疾病是十分复杂的，各种因素均起作用，患有心脏病的病人，可能同时又患有肺脏疾病或肾脏疾病等其他疾病，即使疾病完全相同的病人，因病人的年龄、性别、体质、遗传等各不相同，对疾病的发性发展均有影响。采用动物来复制疾病模型，可以选择相同品种、品系、性别、年龄、体重、活动性、健康状态、甚至遗传和微生物等方面严加控制的各种等级的标准实验动物，用单一的病因作用复制成各种疾病。温度、湿度、光照、噪音、饲料等实验条件也可以严格控制。

无论营养学、肿瘤学和环境卫生学等方面，同一时期内很难在人身上取得一定数量的定性疾病材料。动物模型不仅在群体的数量上容易得到满足，而且可以通过投服一定剂量的药物或移植一定数量的肿瘤等方式，限定可变性，取得条件一致的模型材料。

（五）可以简化实验操作和样品收集

动物模型作为人类疾病的“缩影”，便于研究者按实验目的需要随时采取各种样品，甚至及时处死动物收集样本，这在临床是难以办到的。实验动物向小型化的发展趋势更有利于实验者的日常管理和实验操作。

（六）有助于更全面地认识疾病的本质

临床研究未免带有一定的局限性。已知很多病身体除人以外也能引起多种动物感染，其表现可能各有特点。通过对人畜共患病的比较研究，可以充分认识同一病原体（或病因）对不同机体带来的各种损害。因此从某种意义上说，可以使研究工作升毕到立体的水平来揭示某种疾病的本质，从而更有利于解释在人体上所发生的一切病理变化。

动物疾病模型的另一个富有成效的用途，在于能够细致地观察环境或遗传因素对疾病发生发展的影响，这在临床上是办不到的，对于全面地认识疾病本质有重要意义。

因此利用动物疾病模型来研究人类疾病，可以克服平时一些不易见到，而且不便于在病人身上进行实验的各种人类疾病的研究。同时还可克服人类疾病发生发展缓慢，潜伏期长，发病原因多样，经常伴有各种其它疾病等因素的干扰，可以用单一的病因，在短时间内复制出典型的动物疾病模型，对于研究人类各种疾病的发生、发展规律和防治疾病疗效的机理等是极为重要的手段和工具。

第二篇：多媒体技术在各领域中的运用

多媒体技术在各领域中的运用

随着信息技术的不断发展，电脑也很快的普及到了每一个幼儿园，每个活动室几乎都有了一台电脑。这些电脑本是给孩子使用的，可真正能做到让孩子使用的电脑却是极少的，更多的时候这些电脑都是静静的呆在一个角落里。如何让这些电脑真正的发挥作用，提高孩子的电脑运用水平，那是我们目前所要解决的最大问题。

一、利用多媒体，开展语言教学活动

幼儿园语言教学主要依靠语言、思维来掌握情节，理解作品内涵。在《新纲要》中也明确提出了“要提高幼儿语言交往的积极性，为幼儿创造一个自由、宽松的语言交往环境，并能用清晰的语言表达自己的思想和感受，发展语言能力。”在传统语言教育中通常通过几幅图片、几张画的教育方式进行，已经远远适应不了幼儿的需要了。而运用多媒体课件将故事的意境、内容、语言统合在一起，并以生动有趣的画面展现出来，极大吸引了孩子们的注意力，提高了幼儿学习的积极性。再通过生动的动画与多变的表现，将抽象的文字知识形象化、兴趣化，为幼儿创造了一个自由、宽松的语言交往环境，最后通过游戏的形式让幼儿进行语言交往，使幼儿轻松地完成了学习任务。真正体现了“乐中学、动中学、玩中学”这一观点。这样不仅让孩子感受到语言美的魅力，同时又发展了他们的观察力、表达能力。语言《小老鼠的魔棒》，当活泼有趣的动画形象一出现时，立刻引起了幼儿浓厚的兴趣。老师的提问，立刻引起幼儿仔细观察，孩子们争先恐后地回答。老师简单归纳后，轻点鼠标，轻柔的音乐飞入屏幕，并朗朗读出。故事的学习，运用了六幅动画课件进行，向幼儿讲述故事内容，启发幼儿自己根据动画课件，构思、讲述故事情节，这样给幼儿充分的想象、交流空间。孩子们的思维异常活跃，编出了一个个内容各异、生动有趣的故事。在此基础上，再让幼儿完整欣赏故事，他们很快就掌握了故事内容。通过游戏让幼儿掌握教学的重点。整节课环节紧凑，密度适中，充分调动了幼儿的视觉、听觉等多种感官，较好地突破了教学的重点、难点，幼儿始终兴致盎然地进行学习．圆满完成了教学任务。

二、利用多媒体，开展美术教学活动

在美术活动中，教师除了唤起幼儿已有的经验，还应设法帮助幼 儿扩展经验，包括组织幼儿参加有趣的文体活动和外出游览等，广泛收集与主题有关的图片、录像、动画、美术作品等，通过欣赏观察提高幼儿的审美意识，加深对绘画表现力的认知和理解，为幼儿积累丰富的想象创造条件，创作出更多更好的作品。比如：大班有一节美工制作活动《有趣的大树》，要求每组幼儿通过合作，利用多种材料制作四棵大树，从树上要体现出四季的变化。由于幼儿感知水平较低，对于四季变化很难理解，而且对已过去的季节特征已经淡忘，因此这次活动，对于幼儿来说有一定难度，若只凭教师口头描述四季特征及树的变化，必然会枯燥无味，引不起幼儿的兴趣，教学效果也不会很好，利用多媒体技术就好多了，我们利用多媒体把四季轮换制作成动画形式：春天，天气转暖大树开始慢慢的从枝头冒出小芽，并逐渐长成绿叶，绿叶很快长大，枝叶茂盛（夏天）。接着树叶颜色慢慢变黄，并从枝头一片一片飘落下来（秋），最后只剩下光秃秃的树枝，天空撒下片片雪花，在枝头积了许多白雪（冬）„„，同时加上教师的贴切优美的讲解，使幼儿在几分钟之内就感受到了四季轮换及明显特征，丰富了关于四季树木的感性经验，提高了幼儿的审美意识，为最终的创作做好铺垫和准备，然后在教师的指导下利用各种方法和各种材料创作出了不同季节的大树，达到了理想的教学效果。

三、利用利用多媒体，开展科学教育活动。

幼儿园科学教育是指幼儿在教师的指导下，通过自身的活动，对周围物质世界进行感知、观察、操作来发现问题，寻求答案的探索过程。在《新纲要》中也明确指出了“要激发幼儿的好奇心和探索欲望，发展认知能力”。如何根据科学教育本身的特点以及幼儿的年龄特征和个体差异，运用现代多媒体技术对幼儿实行有效的科学教育，我在此方面进行了一些探索和尝试。

在幼儿科学教育的过程中，生动有趣的教学方法与手段是完成教育目标的必要条件。现代教育技术中的多媒体——投影、电视、录像、电脑等具有生动、形象、感染力强、易于激发幼儿兴趣的优势，并打破时间、空间的限制，弥补幼儿直接经验的不足，促使幼儿积极地参与教学活动。所以，在帮助幼儿获得科学知识和形成良好行为的教育教学过程中，运用现代多媒体技术，可以使得手段运用与目标培养达到和谐、高效。

由于幼儿知识经验、认知水平的限制，而人们对客观事物的认识是通过感知获得的，运用现代多媒体技术正好解决了这一难题，它可以使抽象、深奥的科学知识具体化、形象化、趣味化，从而激发幼儿对科学的兴趣，使他们主动观察、探索、思考。而且多媒体技术交互性强，各主题页之间可以灵活转换，便于根据教学实际情况随意调整教学顺序，当幼儿对某一内容感兴趣或感到困难时，可灵活演示，拓宽了教学途径。因此，我们从兴趣入手，结合幼儿的认知特点，通过投影、电脑、动画等电教手段，使科学知识浅显易懂。让幼儿获得不易亲身感知或接触的经验，并将不能感知的事物放大、再现、模拟演示有关重要的过程。如：在科学活动《小鸡出壳》时，我跟小朋友一起观看了课件，通过观察，使幼儿知道小鸡是怎样从蛋壳里钻出来的。我们通过对画面的放大、放慢、定格等多种手段进行，让幼儿通过仔细观察，主动思考、探索、讨论得出合理的原因。这样让幼儿能够真切感知，不但容易理解，而且知识完整、印象深刻。小朋友们看着看着，还兴奋地唱起《小小蛋儿把门开》的歌。还有在科学活动“食物的旅行”中，用多媒体技术将食物从口腔到排出的整个消化过程及消化系统各个部位的名称通过课件形象地展现在幼儿面前，使原本枯燥的内容变得直观易懂。看着吃的食物在身体中的旅行，幼儿有了一种奇妙的感受。这种感知，激发了幼儿对人体的探索愿望，让幼儿第一次这么关注自己的身体，并纷纷回家讲给父母听，科学活动取得了良好的效果。还如在中班数学“分类计数”活动中，我将抽象枯燥的教学内容，变为生动有趣的教学软件，整个活动以小孔雀变魔术和与小朋友们做游戏的形式，贯穿始终。每当电脑显示小孔雀一边唱着动听的歌，一边拍打翅膀，带出各种色彩鲜艳的几何图形，拼成一幅幅美丽的图画时，这色彩丰富、富于 变化的视觉画面，大大激发了幼儿学习的欲望，同时电脑又以小孔雀唱歌或生气的形式来判断幼儿回答的正确与错误，有声有色，情景交融，优化了教学情境。

总之，新《纲要》的颁布，充分认识现代多媒体技术的价值，用电教手段改进自己的教育教学，提高教育教学质量，使现代多媒体技术真正成为实现幼儿园科学教育目标的有效途径，这将是我们不懈努力的追求。

学习笔记：幼儿园语言教学主要依靠语言、思维来掌握情节，理解作品内涵。在《新纲要》中也明确提出了“要提高幼儿语言交往的积极性，为幼儿创造一个自由、宽松的语言交往环境，并能用清晰的语言表达自己的思想和感受，发展语言能力。”在传统语言教育中通常通过几幅图片、几张画的教育方式进行，已经远远适应不了幼儿的需要了。而运用多媒体课件将故事的意境、内容、语言统合在一起，并以生动有趣的画面展现出来，极大吸引了孩子们的注意力，提高了幼儿学习的积极性。再通过生动的动画与多变的表现，将抽象的文字知识形象化、兴趣化，为幼儿创造了一个自由、宽松的语言交往环境，最后通过游戏的形式让幼儿进行语言交往，使幼儿轻松地完成了学习任务。真正体现了“乐中学、动中学、玩中学”这一观点。这样不仅让孩子感受到语言美的魅力，同时又发展了他们的观察力、表达能力。

第三篇：无机非金属材料在生物医学的应用

无 机 非 金 属

材 料 在 生

物 医 学 的 应 用

所谓无机非金属材料（inorganic nonmetallic materials），就是指是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。传统的无机非金属材料在其化学组成上主要属于硅酸盐范畴。无机非金属材料种类繁多，具体可分为陶瓷，水泥，耐火材料，复合材料，非金属矿物材料等。其生产过程特点：一是共性，即有关原料，粉制备，成型等一系列过程。二是个性，即每种无机非金属材料都具有各自的特性。无机非金属材料在生物医学方面的应用主要是在以生物陶瓷材料，以及陶瓷基复合材料等的应用为主。

生物陶瓷材料主要包括生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷和生物复合材料三类。其应具有生物相容性，力学相容性；与生物组织有优异的亲和性；灭菌性并具有很好的物理、化学稳定性等。这类无机非金属材料在医学方面的应用主要介绍：生物惰性的氧化铝陶瓷，氧化锆陶瓷；生物活性的羟基磷灰石(HAP),生物活性玻璃，微晶化生物活性玻璃；生物陶瓷的性能要求：第一，生物相容性要求生物相容性是指植入人体内的生物医用材料及各种人工器官、等医疗器械，必须对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。第二生物力学与生物学性能要求材料的力学性能与机体组织的生物力学性能相一致，不产生对组织的损伤和破坏作用。第三，具有良好的加工性和临床操作性生物陶瓷植入的目的，是通过人工材料替代和恢复各种原因成的牙和骨缺损，就要求植入的生物陶瓷具有良好的加工成形性，且在临床治疗过程中，操作简便，易于掌握。第四，具有耐消毒灭菌性能生物陶瓷材料是长期植入体内的材料，植入前须进行严格的消毒灭菌处理。生物惰性陶瓷主要是指其化学性能稳定，生物相容性好的陶瓷材料。AL203陶瓷是以α-Al2O3为主晶相的陶瓷材料，其具有良好的机械强度，高的耐磨损等性能。其成型的工艺与陶瓷材料成型工艺大体相同，主要是粉末的制备，成型以及烧结。而在医用方面的氧化铝陶瓷材料则是α-Al2O3多孔陶瓷材料，其制备过程中对孔径的控制要求极为严格。因此多采用的是溶胶凝胶法改善氧化铝多孔陶瓷孔径分布的控制、相变、纯度及显微结构。用溶胶一凝胶法制备氧化铝多孔陶瓷的工艺为：采用铝粉在氯化铝溶液中水解，得到铝溶胶，并直接将成孔剂与之混合，进行成型、烧成制得产品。这样被用于制作人工髋关节、人造膝关节、人工牙根和骨骼固定螺钉及修补角膜等。但由于氧化铝陶瓷同样具有脆性大，机械加工困难等特点，其用于医用还需进一步的研究应用。现有在羟基磷灰石引用AL203来达到人工骨的修复。其特点是利用羟基磷灰石良好的生物活性和生物相容性以及AL203的高强度，高机械性能特点来提高其综合的力学性能，能够很好的弥补AL203的不足。很好的满足了人工骨的修复需求。氧化锆陶瓷是以稳定的立方型氧化锆ZrO2为主晶相的陶瓷。具有优异的力学（最高的断裂韧性）和耐磨和耐腐蚀性等性能。其主要应用在机械，电工方面。而在医用领域的应用则是以氧化锆生物陶瓷材料应用的。其制备方法是各种沉淀法如共沉淀法获得超细的氧化锆粉末，然后通过干成型或湿成型法成型后进行烧结而成的。在医用中，氧化锆烤瓷牙是最常用的。烤瓷牙的好坏直接影响到患者的身体健康，而用氧化锆材质的烤瓷牙由于没有金属内冠层，牙齿透明度好，光泽度极佳，更有效避免了牙齿过敏和牙龈黑线等问题，具有足够好的遮色能力，能够完美解决牙患者的牙齿美容需求，而且氧化锆材质的强韧性弥补了普通烤瓷牙易蹦缺的缺点，生物相容性好，不刺激口腔粘膜组织，易于清洁，是目前国内外最优质的烤瓷牙。生物活性是指移植材料的分界面激发特定的生物反应，最终导致在材料和组织之间的骨形成。这类陶瓷在生物体内基本不被吸收，材料有微量溶解，能促进种植体周围新骨组成，并与骨组织形成牢固的化学键结合。羟基磷灰石(hydroxyapatite，简称HA 或HAP)羟基磷灰石是人体和动物骨骼的主要无机成分，结构上与天然骨盐大体一致，有极好的生物相容性、骨传导性以及骨键合能力，无毒副作用，用于骨修复及替代材料。但同时，其自身强度较低，力学性能较差。羟基磷灰石主要是通过水热反应以及沉淀法获得的。其同时也可以用于义眼片。这里由于其的力学性能不是很好，因此导致了在运用的过程中不是很好的满足医学的需求。在以羟基磷灰石为原料，在其中添加氧化铝以增加其综合的机械性能的办法很好的改善了羟基磷灰石的力学性能，同时还利用了其生物相容性。

同时，纳米羟基磷灰石在医用方面也有应用。n H A是一种性能优良的无机陶瓷材料、生物学活性好。n H A粒子的大小为 1～1 0 0 n m，由于其与 H A相比具有溶解度较高、比表面积(S S A)大的优点，因而具有更好生物学活性，骨植人体的伸强度更高，疲劳抗力也相应提高。最主要的是其可以匹配人体不同地方骨的生长速度相应的降解速度，而且与人体不产生排斥反应。因此其在医学领域的应用被广泛关注，但大多数还属于临床应用阶段，用于实际还需要一定的时间和条件。

生物活性玻璃与普通玻璃的不同之处在于其具有生物活性，能够很好的与生物组织相容。将生物玻璃植入人体骨缺损部位，它能与骨组织直接结合，起到修复骨组织、恢复其功能的作用。其制备技术与普通玻璃大体相同，但是为了保护其的生物活性性能，常常采用溶液-凝胶法制备其粉体。由于其机械强度较低，也因此一般用于较小的骨修复材料，如耳小骨、指骨，人工牙齿及关节。最值得一提的是生物玻璃对癌症的治疗，主要是在生物玻璃中加入一些磁性物，铁酸锂或者其他热源性材料，用于热种子治疗癌症肿瘤。

微晶玻璃属于复合材料，将加有晶核剂的特定组合的玻璃，在有控条件下进行晶化热处理，成为具有微晶体和玻璃相均匀分布的材料。其比普通玻璃的机械性能强，并且在光亮度和其他力学性能上都要比普通玻璃好。微晶玻璃有很多种，一般用于生物医学的称为生物微晶玻璃 也可以称为微晶陶瓷。其之所以称为微晶玻璃是因为结晶后在显微镜下可以看见其析出了许多细小的晶粒。微晶玻璃也是生物玻璃，在用于医学领域时，一般在是其表面生成羟基磷灰石等生物活性材料而成的或者在玻璃组成中引入 CaO 和P2O5,通过热处理得到优良的羟基磷灰石。用于牙齿的修复等，特别是其中的可切割生物微晶玻璃，由于其可以通过机械加工的方法制成不同形状的样品而不会破坏其生物活性，因此多用于骨替复材料。其与单纯的羟基磷灰石相比，由于含有一定量的玻璃相，因此可以在很大范围内调整组分，适应性更强。同时其化学稳定性更好，由于玻璃相存在又可以根据要求的不同制作成不同形状的医用替代材料。当然，医用微晶陶瓷材料也采用了一些增韧方法，如自身增韧，金属增韧，纤维增韧等，用于进一步提高其机械强度。

陶瓷基复合材料是一类以陶瓷为基体，在其中加入一些增韧材料而形成的复合材料。如以HAP为基体的陶瓷材料，在其中加入纤维或者一些晶须来增加自身的强度，以达到医用的高强度使用的要求。也可以采用颗粒增韧的方法来提高。这类复合材料在医用上主要用于骨替代材料等。

当然，同时还有其他种类的复合材料用于医学方面。可见，无机非金属材料在生物医学领域的应用非常的广泛。在我国，上海硅酸盐研究所在生物医用材料与组织工程、生物纳米技术及生物材料表面工程等三方面开展了研究，用无机非金属制作的人工骨，骨植入材料以及生物陶瓷取得了很大的进步。还有华东理工大学研制了磷酸钙人工骨(CPC)，它可自行固化，具有生物相容性，能降解吸收，可在人体骨缺损部位准确塑形。这些都只是用于生物领域的一小部分。从当今社会科技发展的速度来看，未来无机非金属材料的应用会越来越重视，尤其是其在生物领域的作用会受到更为广泛的关注。

文献摘要：

1，无机非金属复合材料及其应用 刘雄亚 郝元恺等，化学工业出版社 2006年。

2，无机非金属材料制备方法 高积强等，西安交通大学2009 3，无机非金属材料性能 贾德昌等，科学出版社 2008年

4，生物陶瓷的应用发展，展望 钱国栋，王民权 浙江大学 材料科学与工程第49期

5，氧化铝陶瓷的应用 张小锋 于国强 姜林文 景德镇陶瓷学院 6，氧化铝陶瓷的应用发展 朱志斌 郭志军 刘英 王慧 陈秀峰

(山东中博先进材料股份有限公司 淄博 2 5 5 0 3 1)7，氧化铝陶瓷生产工艺中的质量控制, 付 鹏 刘卫东 吴细桂

(华南理工大学材料学院 广州 510641)8, a一氧化铝在新型氧化铝陶瓷中的应用 张丽娅 王向丽 崔建奇(中国长城铝业公司)9，氧化锆材料种类及应用任永国1，刘自强1，杨 凯 2，周焕忠 2，顾幸勇（北京晶莱陶瓷制品有限公司，北京 101500； 景德镇陶瓷学院，景德镇 333000）10，氧化锆陶瓷制备及其应用 黄 勇，何锦涛，马 天

（清华大学材料科学与工程系新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室，北京 100084）

11，惰性生物陶瓷在人工髋关节的应用 刘庆 张洪 北京积水潭医院 矫形骨科(北京 100035)12，人工关节材料的研究进展 陈铁柱李晓声 中国现代医药杂志2009年10月第ll 13，生物活性种植牙的研究进展 医学生家园

14，生物医用微晶陶瓷的研究进展 余丽萍，肖汉宁，胡鹏飞（1.湖南大学 材料科学与工程学院，； 2.湖南师范大学 化学化工学院，）

15，微晶玻璃制作 Special Column 专栏

16, 功能微晶玻璃的研究现状及发展趋势 肖汉宁 赵运才 刘付胜聪湖南大学材料科学与工程学院

17, 用于治疗癌症的生物玻璃 王昱，殷海荣(陕西科技大学材料科学与工程学院)18，陶瓷基复合材料的机理、制备、生产应用及发展前景

（姓名：王珍 学号：Z09016203）

19，陶瓷基复合材料的进展及应用 徐海江(航空航天部三部)20, 羟基磷灰石生物材料的研究现状、制备及发展前景 方丽 周永强 张卫珂。马景 云(1陕西科技大学材料科学 与工程学院)(2温州大学制笔重点实验室)(3山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室)21,纳米羟基磷灰石粉体生物活性的研究 武汉理工大学 22，先进复合材料 鲁云等主编 机械工业出版社 2004年 23，多孔材料引论 刘培生等编 清华大学出版 2005年 24，生物陶瓷材料 谈国强等编

25，无机非金属纳米微粒的制备方法 孟季茹 赵 磊 梁国正 秦宇(西北工业大学)26，无机非金属材料微孔构造形成方法 徐慧忠

27，生物玻璃治疗胫骨骨折的疗效观察 郝思春，孙俊英 等 2004年 28，纳米羟基磷灰石研究进展 黄路 段晓明 南华大学研究生院 29，羟基磷灰石义眼移植研究 唐志强 倪建同 江苏省泰州市第四人民眼科中心

30，生物陶瓷材料（Bioceramic materia）陈德敏(上海第二医科大学附属第九人民医院，上海生物材料研究测试中心)31，无机非金属材料工艺学 王琦等主编 中国建材工业出版社 2005年

32，羟基磷灰石骨修复材料 张阳德 乐园 赵锌崎 中南大学卫生部肝胆肠卫生中心。

33生物医用纳米羟基磷灰石的制备及应用 中国组织工程研究与临床应用 李颖华 曹丽华。

34，生物活性玻璃陶瓷人工骨材料的研究进展 山东压料大学附属基院(2 5 o o 1 2)汤继文 张玉德 春梅

第四篇：复合材料在航空领域中的应用

复合材料在航空领域中的应用

先进复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳、多功能、各向异性和可设计性、材料与结构的同一性等优异性能，自上世纪60年代年问世以来，先进复合材料很快获得广泛应用，成为航空航天四大材料之一。下面就让我们对先进复合材料的应用情况和其优异性能做一简要介绍。

1．应用先进复合材料可以显著提高战斗机作战性能

为满足新一代战斗机对高机动性、超音速巡航及隐身的要求，进入90年代后，西方的战斗机无一例外的大量采用复合材料结构，用量一般都在25％以上，有的甚至达到35％，结构减重效率达30％。应用部位几乎遍布飞机的机体，包括垂直尾翼、水平尾翼、机身蒙皮以及机翼的壁板和蒙皮等。如美国第四代战斗机F-22复合材料用量已达到24%，而EF2000更高达43％，EF2000除鸭翼外，机身、机翼、腹鳍、方向舵都采用复合材料，结构的“湿润”表面的70％为复合材料，阵风也是如此，70％的“湿润”表面为复合材料，约947kg之重。F-35的复合材料几乎覆盖了整个飞机外表面。

2．应用先进复合材料可以明显增大军用运输机有效载重量

C-17是上世纪先进大型军用运输机的典型代表，C-17是1986年设计的，限于当时的水平，复合材料主要用于次要结构，如雷达罩、整流罩、操纵面、口盖、翼梢小翼蒙皮等，复合材料重约7258k，占该机结构重量8.1%。树脂基复合材料从非承力结构发展到次承力构件。在复合材料中碳纤维增强复合材料约占结构重量6%，玻璃纤维塑料、Kevlar纤维增强材料占2%。而欧洲EADS正在研究的A400M属于新一代大型军用运输机，在材料应用技术上有了一个新的飞跃，主要表现为先进复合材料占结构重量的35%~40%。与C-17不同的是，在A400M上，碳纤维复合材料用于一些主承力结构，而C-17的复合材料结构重量比仅为8%，且主要用于操纵面及次要结构。A400M的机身仍由传统的铝合金制成，但却开创了采用碳纤维复合材料制造大型运输机机翼的先河，机翼长达19米，令业界颇为瞩目。

3．应用先进复合材料是高超声速飞行器能否上天的关键因素

高超声速技术主要指研制高超声速（Ma>5）飞行器所需的相关技术。近中期将采用的材料将包括陶瓷纤维增强的金属基复合材料、陶瓷及碳碳复合材料以及轻质隔热材料。此外，发动机及机身将需要导热率高的材料，如碳碳复合材料。更远的将来，将需要先进型的材料，如铍基复合材料之类的超轻材料以及纤维增强陶瓷之类超高温材料。

以NASA开发的第二代可重复使用航天飞机为例，油箱内衬为复合材料。在推进系统中将采用陶瓷基复合材料发射斜轨、金属基复合材料机匣以及树脂基复合材料涵道。此外还将采用复合材料电子设备舱。第三代可重复使用航天飞机将为一智能结构，具有自适应热防护系统及智能化无损检测装置，自愈合的飞机结构及表面。发动机材料将可能使用经冷却的复合材料、金属基复合材料加力燃烧室壳体、超高温复合材料。结构材料将包括超高温树脂基复合材料、低成本耐腐蚀热防护系统复合材料液氧油箱。

美国高超声速飞行器X-43是由超燃冲压发动机作动力装置的验证机。其油箱/机身由石墨/环氧框架及蒙皮组成。蒙皮外再覆以热防护系统。飞机上翼面热防护层为可剪裁的先进绝缘毡，下翼面为内多层屏蔽绝缘物。后者是正处于开发中的防热材料，由C/SiC外面板，中介陶瓷屏以及先进聚酰亚胺泡沫内衬。中介陶瓷屏覆以贵金属以降低其热辐射。机翼及垂尾由钛基复合材料制成，并有一个由二硼化锆制成的前缘。

4．应用先进复合材料能大幅增加无人战斗机载油量

国外目前研制的无人机以复合材料和传统铝合金的混合结构为主。如“捕食者”“全球鹰”等均是如此。其中“全球鹰”的机翼和尾翼由石墨/环氧复合材料制造，而机身仍采用传统铝合金，复合材料占结构重量的65%。

无人战斗机是未来航空武器的一个重点发展方向。为满足采购政策、隐身性能、机动性、生存力对材料的特殊需求，为尽可能地降低结构重量、提高燃油装载量，无人战斗机结构的一个显著特点就是大量应用复合材料。以波音公司的X-45A为例，除机身的龙骨、梁和隔框采用高速切削铝合金外，其余的机体结构都是由复合材料制成。诺斯罗普格鲁门公司的X-47A的机体除一些接头采用铝合金外，整个机体几乎全部采用了复合材料。

5．应用先进复合材料可以极大提升民用飞机市场竞争力

民用飞机方面，复合材料的使用对于增大客舱湿度进而改善乘客的舒适度、降低油耗、易于实现结构/舱内材料的一体化、减少零部件数量、简化系统安装及缩短总装时间等方面潜力巨大。波音、空客两家大型民用客机制造商均将其视为实现新飞机机体减重及降低直接运营成本的有效途径。如在新一代波音787飞机上，复合材料用量将达到50%，创大型客机复合材料的应用记录。欧洲空中客车公司在新近研制的A380型宽体客机的机翼和机身结构上均采用了先进复合材料，用量已占结构重量的25%，其中碳纤维增强复合材料占22%，另采用了3%玻璃纤维增强的铝合金层板复合材料Glare。在机翼前缘等处还采用了聚苯硫醚热塑性复合材料。该公司目前正在研制的新一代客机A350，复合材料的应用比例也将达到39%。

6．应用先进复合材料在减重的同时很好地改善了直升机抗坠毁性

直升机采用复合材料不仅可减重，而且对于改善直升机抗坠毁性能意义重大，因而复合材料在直升机结构中应用更广、用量更大，不仅机身结构，而且由桨叶和桨毂组成的升力系统、传动系统也大量采用树脂基复合材料。H360、S-75、BK-117和V-22等直升机均大量采用了复合材料，如顷转旋翼飞机V-22用复合材料近3000公斤，占结构总重的45％左右，法德合作研制的“虎”式武装直升机，复合材料用量更高达77％。

7．先进复合材料在航空发动机上也得到成功应用

航空发动机使用碳纤维增强树脂基复合材料取代金属材料可以有效减轻发动机重量，降低燃料消耗，增加航程。有资料报导，发动机减轻1磅重量，从而使飞机可减轻10～20磅重量。从70年代初，复合材料就成为TF39、F103特别是GE36UDF发动机研制计划的一部分，在这些发动机上积累了经验之后，在GE90的风扇叶片上成功使用了高性能韧化环氧复合材料。此外，在F119风扇机匣、遄达发动机的风扇机匣包容环及反推力装置上也广泛采用了树脂基复合材料。

近期开发的波音787的动力装置GEnx的风扇机匣及风扇叶片，将由碳纤维/环氧树脂基复合材料制成。除减重外，复合材料还表现出良好的韧性及耐蚀性。

至于陶瓷基复合材料等超高温复合材料，目前已在M88、F119等发动机尾喷管等静止件上获得应用。

随着飞行器向高空、高速、无人化、智能化、低成本化方向发展，复合材料的地位会越来越重要。国外预计，在下一代飞机上，复合材料将扮演主角，目前采用全复合材料飞行器的计划正处于酝酿之中。

第五篇：博弈论在多个领域中应用广泛

博弈论在多个领域中应用广泛，在管理中的以下方面受到了广泛关注。(1>博弈论在区域创新中的应用

研究对象主要包括企业之间的博弈，企业与政府之间的博弈，政府之间的博 弈。易余1}L运用演化博弈理论研究企业自主创新行为、模仿创新行为与市场结构的演化，研究表明，在满足一定的条件下，市场中进行自主创新投资的企业的比 例以及市场结构将演化稳定。政府的宏观调控对于企业自主创新行为以及市场结 构的演化起着至关重要的作用。刘义建立博弈模型，通过研究区域创新系统内各 个参与者的博弈，分析参与者共享隐性知识的可能性以及隐性知识应该怎样在这 个系统内转移，对怎样才能更好地实现隐性知识在区域创新系统内共享提出对 策。郭朝阳从技术创新成本的角度，建立了国内企业与国外企业技术创新竞争的 静态博弈模型，根据模型，当国外企业以规模扩张为竞争目标时，我国企业只能 选择渐进式的技术创新战略。技术创新是经济发展的动力和源泉，企业是技术创 新的主体，但政府也应通过创新政策的介入来鼓励和促进企业的创新。由于企业 和政府各自效用不同，从而对技术创新的投入战略不同，双方对技术创新投资时 都本着自己效用最大化的原则，使其在投资决策中二者相互博弈，赵惠芳通过一 个静态博弈模型分析并试解释某些现实经济现象。

(2>博弈论在人力资源管理中的应用

由于人力资源管理面对的对象主要涉及人与人之间的互动关系，所以用博弈 论来研究人力资源管理中的一些问题能够较真实的模拟出管理情境，得出比较实 际实用的结论。贾蔚使用博弈论的有关模型，对企业在人力资源管理过程中企业 与其雇员之间的行为进行分析。张向前应用博弈论分析方法，在强调个人理性和 政府、社会、企业理性矛盾基础上，研究分析人力资源管理中的公共资源等有关 人力资源的若干问题，建立相应的分析模型，提出了解决问题的建议。涂锦分析 了高校教师绩效的现状，在相关经济利益主体行为特征基础上建立高校人力资源